Станица је непосредно повезана са изградњом прве српске железничке пруге Београд—Ниш, довршене 1884. године. Зграда је изграђена по узору на железничке станице великих европских земаља и стоји као монументално здање. Место где је станица изграђена звало се Циганска бара и касније Бара Венеција. Први воз са ове станице кренуо је ка Земуну уз дворске почасти, 20. августа (1. септембра) 1884. године у 15 часова.[4] Први путници били су краљ Милан, краљица Наталија и престолонаследник Александар Обреновић, на путу ка Бечу. Свечаном отварању станице присуствовало је више од 200 иностраних званица и више хиљада грађана.[5] Прва композиција ка Нишу кренула је три дана касније, док је прва редовна линија кренула је према Нишу 3./15. септембра у 6 часова. Истог дана, отворена је и линија до Пеште, а у почетку су на овим линијама саобраћала по два воза дневно.[6] Од 1980. до 2009. године, поред улаза у станицу стајала је локомотива Плавог воза који је превозио маршала Тита.[5]
Од пуштања у рад је ова железничка станица имала улогу путничке и теретне железничке станице. Организационо је путнички саобраћај организован преко станице Београд–перон, а теретни саобраћај се одвијао преко станице Београд–спољна која је престала са радом 9. јуна 2016. године.[7] Саобраћај са ове станице је преусмерен ка станици Макиш, а путнички је остао са намером да се измести у станицу Београд центар и тако ослободи цео простор за изградњу Београда на води. Уз постепено измештање линија, ово је до краја реализовано 1. јула 2018. године.[8]
У време грађења зграда је представљала једно од најмонументалнијих здања и симбола тадашње краљевске престонице. Једна је од првих железничких станица у Србији, чији је пројекат обухватао специфичан архитектонски програм и садржаје прилагођене европским техничким достигнућима. Обликована је у духу академизма као репрезентативно здање, разуђене основе. Архитектонском композицијом доминира средишњи класицистички ризалит главног улаза, надвишен троугаоним тимпаноном. Својим специфичним решењем зграда представља сведочанство техничког и архитектонског развоја Србије у последњим деценијама 19. века.
Галерија
Улаз 2015.
Детаљи фасаде 2012.
Станица 2008.
Станица 2010.
Улаз на станицу 2012
Затворена станица 2019
Перони после затварања станице 2019.
Билетарница, после затварања 2019.
Билетарница 2019.
Последњи воз напушта Железнику станицу Београд 30. јуна 2018
Улаз на пероне 2024.г.
Поглед на Железничку у Савски трг са спомеником Стефану Немањи